石油作为三大传统能源之一,其储量和开采能力已然成为21世纪大国竞争的重要筹码。钢制套管处于油水井的最外层,由于地质因素和开采因素的影响,地下力学系统复杂导致套管损坏时有发生。套损是施加在套管上的作用力超过其承载能力时发生的弯曲、断裂等现象,轻则降低出油效率,重则油井废弃,给生产带来沉重的损失。因此,通过一定的手段监测套管服役状态,尤其是形变量的实时采集,建立异常形变预警预报机制,为采取保护和补救措施提供数据支撑,确保管道的安全服役,保证我国的石油产量和生产效率方面具有重要意义。本文结合当前套管形变监/检测存在的定位不准确、方向不确定且受高温高压影响等缺陷,利用光纤传感技术的无源、分布式监测、耐高温高压、寿命长、精度高、不受电磁干扰、易于布设和维护等优点,以光纤作为传感单元,采取分布式和准分布式两种传感方案对比实施,通过对传感光缆的设计、力学分析以及温度和应变性能测试,并引入拉曼测温机制对应变监测进行温度补偿。经过测试得知光栅光缆的温度系数为9με/℃,分布式光缆的温度系数为19με/℃,拉曼测温的精度为0.8℃。传感光缆用于套管形变的大小和方向的监测,首先使用有限元软件仿真分析,其次模拟油田套管安装方式,搭建了形变测试模拟系统。试验结果表明两种传感器的应变监测趋势与有限元分析结果匹配,光栅准分布式传感精度更高,4轴传感器的结构能够实现受力方向的初步判断,基于空间维度形状还原算法的套管曲率和弯曲角度也与套管形态基本一致。本课题成果在山西煤层气井进行了一次井筒剖面温度测试,测试结果与传统测井设备一致性较好,误差在设计范围内,为今后在油田现场开展套管形变监测积累了经验。